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绪章绪论
本章主要介绍“电路”课程的定位、作用、电路理论的发展及应用,“电路”课程旨在全面细致地介绍现代电路理论的基本概念、原理、分析和应用方法,培养学生分析问题、解决问题的能力,达到拓宽、扩大学生知识面的目的,使学生掌握电路理论及实验的基本技能,为学习后续有关专业课程及进行电路分析和电路设计打下坚实的基础。
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●0.1绪论
“电路”课程的定位、作用、电路理论的发展及应用,“电路”课程旨在全面细致地介绍现代电路理论的基本概念、原理、分析和应用方法,培养学生分析问题、解决问题的能力,达到拓宽、扩大学生知识面的目的,使学生掌握电路理论及实验的基本技能,为学习后续有关专业课程及进行电路分析和电路设计打下坚实的基础。
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第一章电路模型和电路定律
本章介绍电路模型的基本概念;电压、电流参考方向的规定及应用,电路、元件吸收或发出功率的计算及判定;介绍电阻、独立电源、受控电源等电路元件的概念及特性;介绍基尔霍夫定律及其应用。
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●1.1电路模型
介绍实际电路,引出电源、负载、激励、响应等基本概念。从实际电路的电磁现象抽象出理想电路元件,引入电路模型的概念,介绍电路模型的建立及电路的基本组成。
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●1.2电压、电流的参考方向
介绍电流和电压的基本概念,电流和电压参考方向的规定,引入关联参考方向和非关联参考方向。电路、元件吸收、发出功率的计算。
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●1.3基尔霍夫定律
介绍支路、结点、回路等基本概念,介绍基尔霍夫定律的内容及其应用,并应用基尔霍夫定律解决实际问题。
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第二章电阻电路的等效变换
本章介绍电路等效变换的概念,内容包括:电阻的串联、并联和混联;电阻的Y形联结与△形联结及其等效变换;电源的串联与并联;实际电源的等效变换以及一端口电路输入电阻的计算。
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●2.1电阻电路的等效变换
介绍等效变换的概念,介绍电阻串联、并联和混联的等效电阻的计算,引出分压公式、分流公式;介绍电阻Y形连接和△连接之间的等效变换方法。
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●2.2电压源和电流源
介绍电压源和电流源串、并联的等效变换。
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●2.3实际电源的模型及其等效变换
介绍实际电源的模型、电压源和电流源等效变换的条件和原则,用电源的等效变换求解电路中的电压和电流。
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●2.4输入电阻和等效电阻
介绍输入电阻、等效电阻的概念;介绍无源一端口电路输入电阻、等效电阻的求解方法。
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第三章电阻电路的一般分析
本章介绍线性电阻电路方程的建立方法。内容包括:电路图论的初步概念、支路电流法、网孔电流法、回路电流法和结点电压法。
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●3.1电路分析的方程法简介
介绍图论的初步概念、图、树及网孔的概念、确定基本回路的方法、独立结点、独立回路的概念以及KCL、KVL的独立方程数。
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●3.2支路电流法
介绍支路电流法,用支路电流法求解电路的支路电流或电压。
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●3.3网孔电流法
介绍网孔电流、回路电流的概念,推导总结出网孔电流方程和回路电流方程的一般形式,应用网孔电流法和回路电流法求解电路。
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●3.4结点电压法
介绍结点电压的概念,推导总结出结点电压方程的一般形式,应用结点电压法求解电路。
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第四章电路定理
本章介绍一些重要的电路定理,包括叠加定理(含齐性定理)、替代定理、戴维宁定理、诺顿定理、最大功率传输定理。
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●4.1叠加定理
介绍叠加定理、齐性定理,应用叠加定理求解电路。
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●4.2替代定理
介绍替代定理,应用替代定理求解电路。
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●4.3戴维宁定理
介绍戴维宁定理和诺顿定理,介绍含源一端口电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路的求解方法,介绍如何应用戴维宁定理和诺顿定理求解电路中某一支路的响应。
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●4.4最大功率传输定理
介绍最大功率传输定理、传输效率的概念及应用。
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第五章动态元件
本章介绍电容、电感两种储能元件,讨论其在电路中的VCR及功率、能量表达式。讨论电容、电感在作串、并联时的等效参数的计算。
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●5.1电容元件
介绍电容元件及其特性,引出电容元件的电压、电流的微积分关系式。
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●5.2电感元件
介绍电感元件及其特性,引出电感元件的电压、电流的微积分关系式。
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第六章一阶动态电路
本章讨论用微分方程描述的电路,重点讨论用一阶微分方程描述的电路,主要是RC和RL电路,介绍分析一阶电路过渡过程的经典法及一阶电路时间常数的概念。介绍零输入响应、零状态响应、全响应、瞬态分量、稳态分量、阶跃响应、冲激响应等概念。
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●6.1动态电路的方程及其初始条件
介绍换路定则的内容及初始条件的计算方法。
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●6.2一阶电路的零输入响应
介绍一阶电路零输入响应的物理概念和过渡过程,介绍零输入响应的一般公式和求解方法。
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●6.3一阶电路的零状态响应
介绍一阶电路零状态响应的物理概念和过渡过程,介绍零状态响应的一般公式和求解方法。
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●6.4一阶电路的全响应
介绍一阶电路全响应的物理概念和过渡过程,介绍全响应的一般公式和求解方法。
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●6.5一阶电路的三要素法
介绍一阶电路的三要素法、三要素法的一般公式及其应用。
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●6.6一阶电路的阶跃响应和冲激响应
介绍一阶电路的阶跃响应的物理概念和过渡过程,介绍一阶电路阶跃响应的求解方法。介绍一阶电路的冲激响应的物理概念和过渡过程,介绍一阶电路冲激响应的求解方法。
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第七章相量法
本章介绍相量法。相量法是线性电路正弦稳态分析的一种简单易行的方法。主要内容有:复数、正弦量、相量法的基础、电路定律的相量形式。
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●7.1复数
介绍复数的表示形式、复数的运算及旋转因子的概念,为学习相量法做准备。
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●7.2正弦量
介绍正弦量的三要素、有效值、同频率正弦量的相位差及其计算。
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●7.3相量法的基础
介绍正弦量的相量表示、相量中的代数形式和极坐标形式的相互转换、相量图的画法。
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●7.4基尔霍夫定律的相量形式
介绍基尔霍夫定律的相量形式,介绍元件伏、安关系的相量形式,引入元件的相量模型和电路的相量模型,介绍如何用相量法求解正弦稳态电路的响应。
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●7.5正弦稳态电路中单一元件的相量形式
介绍正弦稳态电路中的单一元件。
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第八章正弦稳态电路的分析
本章用相量法分析线性电路的正弦稳态响应。首先,引入阻抗、导纳的概念和电路的相量图。其次,通过实例介绍电路方程的相量形式和线性电路定理的相量描述和应用,最后,介绍正弦电流电路的瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率和复功率,以及最大功率的传输问题。
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●8.1阻抗和导纳
介绍复阻抗和复导纳的概念及其计算。
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●8.2正弦稳态电路的相量图
介绍相量图的画法和原则,结合相量图求解正弦稳态电路。
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●8.3正弦稳态电路的功率
分析正弦稳态电路的功率,引出有功功率、无功功率、视在功率、复功率等概念及相关计算方法,介绍功率因数的概念,探讨功率因数提高的意义、方法及其应用。
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●8.4正弦稳态电路的分析
介绍如何用相量法分析正弦稳态电路,通过实例说明如何借助于相量法将电阻性电路的分析方法和定理应用于正弦稳态电路的分析。
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●8.5功率因数及其提高
介绍功率因数及其提高。
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●8.6正弦稳态电路中最大功率的传输问题
介绍正弦稳态电路最大功率概念、求解方法及应用。
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第九章含有耦合电感的电路
耦合电感在工程中有着广泛的应用。本章介绍耦合电感中的磁耦合现象、互感和耦合因数、耦合电感的同名端和耦合电感的磁通链方程、电压电流关系;介绍含有耦合电感电路的分析计算及变压器、理想变压器的初步概念。
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●9.1耦合电感的电压-电流关系
介绍自感、互感、耦合、同名端的概念,介绍耦合电感的伏安特性和等效模型,列写表征耦合电感伏安特性的电压电流方程。
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●9.2含有耦合电感电路的计算
介绍耦合电感的串联、并联及T型连接的去耦等效电路的分析计算方法。
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●9.3变压器原理
介绍变压器的特性、作用及其分析方法。
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●9.4理想变压器
介绍理想变压器的电路模型、特性及含理想变压器电路的分析方法。
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●9.5RLC串联电路的谐振
介绍RLC串联、并联电路谐振的概念、特点。
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第十章三相电路
本章主要内容有:对称三相电源,对称三相电路的组成及其电压和电流的相值和线值之间的关系;对称三相电路归结为一相计算方法;简要介绍不对称三相电路的计算;三相电路的功率和测量。
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●10.1三相电源
介绍三相对称电源的概念、特点及其连接方式。介绍三相负载的连接方式及对称三相负载的概念。介绍三相电路的组成及其连接方式。
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●10.2三相负载的联结形式
介绍三相负载的联结形式。
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●10.3对称三相电路
介绍对称三相电路中电压和电流的相值和线值之间的关系,介绍对称三相电路不同连接方式下的分析计算。
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●10.4不对称三相电路
介绍三相不对称电路的中性点漂移现象、三相四线制的优势,介绍三相不对称电路采用三相四线制的原因。
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●10.5三相电路的功率
介绍平均功率、瞬时功率平衡概念,介绍三相电路功率的计算和测量方法。
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●10.6三相功率的测量
介绍三相功率的测量。
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第十一章非正弦电流电路的分析
本章主要介绍非正弦周期电流电路的一种分析方法——谐波分析法,它是正弦电流电路分析方法的推广。主要内容有:周期函数分解为傅里叶级数和信号的频谱,周期信号的有效值、平均值及非正弦周期电流电路的平均功率,非正弦周期电流电路的分析计算。
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●11.1非正弦周期信号及傅里叶级数分解
介绍非正弦周期函数的概念、典型傅里叶级数展示式及非正弦周期信号的频谱。
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●11.2非正弦周期信号的频谱
介绍非正弦周期信号的频谱。
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●11.3周期信号的有效值和平均功率
介绍非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率。
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●11.4非正弦周期电流电路的计算
介绍非正弦周期电流电路的计算和分析方法,举例说明谐波分析法的计算步骤。
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第十二章线性电路的复频域分析
本章介绍拉普拉斯变换及其反变换的定义及与电路分析有关的一些基本性质。介绍拉普拉斯反变换的部分分式展开法。介绍KCL和KVL的运算形式、运算阻抗、运算导纳及运算电路,并通过实例说明它们在电路分析中的应用。
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●12.1拉普拉斯变换的定义
介绍拉普拉斯变换及其反变换的定义。
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●12.2拉普拉斯变换的基本性质
介绍拉氏变换的唯一性、线性性质、微分性质、积分性质、延迟性质,用拉普拉斯变换的定义及性质求得一些常用的时间函数的象函数。
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●12.3拉普拉斯反变换的部分分式展开
介绍在分母多项式等于零的根具有单根、共轭复根、重根三种情况下,如何用部分分式展开法求得原函数。
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●12.4线性网络的复频域模型
介绍运算法的基本思想,通过实例说明拉普拉斯变换法在线性电路分析中的应用。
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●12.5线性电路的复频域分析
介绍线性网络的复频域模型。